Per molti proprietari di case private e cottage estivi il concetto di energia alternativa è associato a costosi pannelli solari, turbine eoliche o pompe di calore. Nessuno si rende nemmeno conto che in poche ore, per pochi centesimi, è possibile costruire un collettore solare con bottiglie di plastica per rifornirsi di acqua calda durante la stagione calda.

Ti diremo come realizzare un efficace sistema di trattamento dell'acqua sanitaria dai materiali di scarto. Nel nostro articolo troverete una descrizione dettagliata dei progetti e dei metodi dei sistemi di produzione, il cui funzionamento è stato testato nella pratica. Tenendo conto dei nostri consigli, assemblerai un utile dispositivo domestico senza problemi.

La principale differenza tra un collettore solare e vari tipi di sistemi di generazione di calore è la natura ciclica del suo funzionamento. In altre parole, in assenza del sole non ci sarà energia termica.

Ovviamente, al buio, le prestazioni di un sistema autonomo di acqua calda con collettore solare si riducono a zero. La produzione di calore da parte di un collettore solare è determinata dalla durata delle ore diurne, che dipende dalla latitudine e dal periodo dell'anno.

Un collettore solare fatto in casa risolverà non solo il problema della fornitura di acqua calda a una casa non collegata alle reti centrali, ma anche i problemi di riscaldamento

Anche le caratteristiche climatiche della zona hanno un impatto significativo sul livello di prestazione del collettore solare. Se la zona è caratterizzata da frequenti nebbie o il sole è spesso nascosto dietro le nuvole, allora le prestazioni del collettore solare si riducono notevolmente.

Tuttavia, anche in questo caso, il riscaldamento dell’acqua rimane efficace grazie alla capacità di catturare anche i raggi sparsi.

Caratteristiche del progetto e principio di funzionamento

L'elemento principale della versione standard del collettore solare è un adsorbitore sotto forma di una piastra di rame con un tubo. La piastra si riscalda rapidamente sotto l'influenza della luce solare, trasferendo calore al tubo e al liquido in esso contenuto. Grazie alla circolazione libera o forzata, il calore risultante viene ulteriormente trasportato in tutto l'impianto.

Sotto l'influenza della luce solare, la piastra di rame viene riscaldata, dalla quale il calore viene trasferito al liquido di raffreddamento situato nel tubo

Per aumentare l'efficienza dell'adsorbitore, dovrebbe essere dotato delle proprietà fisiche necessarie. Innanzitutto è necessario aumentare la capacità di assorbimento dell'adsorbitore e ridurre al minimo la riflessione della luce solare. La soluzione più semplice sarebbe applicare vernice nera sull'adsorbitore.

Per aumentare l'efficienza dell'adsorbitore è necessario ricoprirlo con vetro trasparente. Il vetro normale riflette parte dei raggi del sole.

È preferibile utilizzare un vetro speciale a basso contenuto di ferro o un rivestimento antiriflesso. Per evitare la contaminazione del vetro, il corpo del collettore solare deve essere reso ermetico.

Nonostante i numerosi modi per migliorare il funzionamento e aumentare la produttività di un collettore solare, a causa delle imperfezioni nella progettazione, questo indicatore è tutt'altro che ideale. Tenendo conto del principio di funzionamento di un collettore solare e dei metodi per aumentarne l'efficienza, proveremo a creare un modello primitivo ed economico da materiali di scarto.

Assemblaggio dell'unità da materiali di scarto

Oltre ad essere economici e facili da assemblare, i collettori solari piatti non funzionano bene al mattino e alla sera.

La forma convessa delle bottiglie garantisce la penetrazione quasi verticale dei raggi anche durante il tramonto e l'alba, garantendo così l'efficienza dell'apparecchio sia al mattino che alla sera.

Esistono diversi modi distintivi per costruire un sistema di acqua calda perfettamente funzionante utilizzando bottiglie di plastica:

• Il collettore solare svolge il ruolo di serbatoio di accumulo nel quale l'acqua viene riscaldata e poi scaricata;
• Il collettore solare è collegato ad un serbatoio di accumulo per garantire il riscaldamento dell'acqua e la circolazione naturale;
• Le bottiglie di raccolta in plastica fungono da serbatoio d'acqua;
• Le bottiglie di plastica fungono da contenitori sigillati per trattenere il calore.

Inoltre, i collettori solari possono differire nelle caratteristiche di progettazione. Ciò è dovuto innanzitutto sia al metodo di fissaggio delle bottiglie, sia alle modalità di loro disposizione.

Opzione con accumulo di acqua riscaldata

Per realizzare un collettore solare avrete bisogno di un diametro di 50 mm, a cui verranno collegate le bottiglie di plastica, il cui numero è determinato dal diametro del tubo. Per il modello sono state prese 15 bottiglie di plastica, quindi la capacità di lavoro del collettore solare era di 30 litri.

Per collegare le bottiglie in un unico sistema, è necessario praticare dei fori in un tubo di propilene destinato alla fornitura di acqua calda. La soluzione ideale era utilizzare una punta per legno da 26 mm.

Con queste dimensioni è garantita la massima densità di giunzione e la bottiglia viene avvitata nel foro con forza lungo la sua filettatura. Per garantire la massima tenuta del collegamento, i giunti possono essere rivestiti con sigillante siliconico, ma è preferibile utilizzare adesivo hot melt.

Per ottenere l'effetto dei vasi comunicanti è necessario praticare nella parte superiore di ciascuna bottiglia dei fori del diametro di circa 2 mm.

Dopo aver collegato le bottiglie, su un lato del tubo viene tagliato un raccordo, che verrà successivamente collegato alla rete idrica per l'approvvigionamento idrico. Dall'altro lato, è necessario installare un rubinetto attraverso il quale l'acqua riscaldata verrà scaricata nel serbatoio di accumulo.

Tuttavia, sotto il peso dell'acqua riempita, un tale dispositivo per uso domestico potrebbe perdere la sua integrità. Pertanto, sarebbe consigliabile installare una scatola. Per realizzarlo avrai bisogno di una tavola larga 150 mm.

Per aumentare l'efficienza del collettore solare, è possibile adagiare sul fondo della scatola della plastica espansa o del polistirolo espanso di 50 mm di spessore e coprirlo con un foglio di alluminio.

Dopo aver installato il collettore solare nel luogo del suo ulteriore utilizzo, le bottiglie di plastica devono essere verniciate di nero per assorbire più efficacemente la luce solare.

È meglio usare la vernice opaca e applicarla spruzzando da una bomboletta spray. Non resta che coprire la scatola con vetro, aumentandone così la tenuta e collegarla al sistema di alimentazione dell'acqua fredda e al sistema di scarico dell'acqua calda predisposta per l'uso nel serbatoio di accumulo.

Dall'esperienza pratica è noto che la plastica non tollera le alte temperature, che ne portano alla deformazione. Nelle giornate soleggiate, la temperatura dell'acqua riscaldata può superare i 65 gradi, il che porterà alla deformazione della plastica.

A questo proposito, è meglio rifiutare del tutto l'ulteriore sigillatura della scatola con vetro o utilizzarla esclusivamente con tempo nuvoloso.

Metodo con circolazione di acqua riscaldata

Il sistema di collettori solari è simile alla prima opzione, ma presenta numerose differenze di progettazione.

Per creare un collezionista avrai bisogno dei seguenti strumenti e materiali:

• Tubo in PVC con diametro di 20 mm con angoli e raccordi a T;
• Tagliatubi a rulli;
• Frese per smussare;
• Primer (detergente);
• Bottiglie di plastica;
• Tetrapack per latte o succhi;
• Coltello per cancelleria;
• Cartone;
• Vernice nera opaca resistente al calore;
• Serbatoio di stoccaggio.

Per l'installazione avremo bisogno di un tubo in PVC con un diametro di 20 mm. La parte orizzontale del tubo deve essere tagliata in sezioni nelle quali verranno fissati gli angoli e i T mediante saldatura a freddo. Il fondo del collettore solare avrà esattamente lo stesso aspetto. Il risultato finale è un sistema chiuso, ma prima di tutto.

Caratteristiche dell'incollaggio di tubi in PVC

Per ottenere un taglio di ottima qualità è meglio utilizzarne una dotata di rulli. Dopo il taglio è necessario smussare la parte interna del tubo utilizzando apposite frese per smussare.

Dopo aver misurato la profondità dei raccordi a T e degli angoli, è necessario posizionare un segno sull'estremità del tubo da collegare e trattare le estremità dei tubi e dei raccordi con un primer (detergente).

Il passo successivo è applicare e stendere la colla attorno all'esterno del tubo e all'interno del raccordo. La colla deve essere applicata con un pennello e le sue dimensioni devono essere inferiori al diametro dei tubi. Non resta che inserire il tubo nel raccordo a T o nell'angolo preparato e girarlo di un quarto di giro per distribuire uniformemente la colla.

Va tenuto presente che il lavoro di incollaggio di un angolo o di un raccordo a T non deve essere completato in più di 30 secondi. Dopo il fissaggio è necessario rimuovere eventuali residui di adesivo.

La procedura per la fabbricazione di un collettore solare

Dopo aver preparato il tubo superiore e avervi attaccato i tubi verticali, potete iniziare a preparare le bottiglie di plastica. Il modello di collettore solare presentato ha 4 tubi verticali lunghi 105 cm; questa lunghezza di tubo può ospitare 5 bottiglie di plastica. Cioè, per assemblare il raccoglitore avrai bisogno di 20 bottiglie di plastica identiche.

Il fondo deve essere rimosso da ogni bottiglia. Per fare questo, dovresti creare un semplice modello da un pezzo di cartone lungo 30 cm arrotolato in un tubo e, utilizzando il modello e un coltello da cancelleria, rimuovere il fondo delle bottiglie. Dopo aver preparato le bottiglie, puoi iniziare a realizzare un assorbitore che assorbirà l'energia solare.

Utilizzando una semplice sagoma in cartone è possibile tagliare velocemente e ottenere bottiglie della stessa dimensione

Usiamo succhi usati o tetra pack di latte come assorbente. Devono essere tagliati, lavati accuratamente e asciugati. Per migliorare la loro capacità di assorbimento, applicare vernice nera opaca. Il modo più semplice per farlo è usare la vernice spray da una bomboletta.

L'inserimento sequenziale di bottiglie di plastica facilita l'inserimento dei tetra pack piegati al loro interno

Dopo aver preparato le bottiglie e i tetrapack, puoi iniziare ad assemblare il dispositivo solare. Per prima cosa è necessario infilare una bottiglia di plastica, prima con il collo, su un tubo verticale e inserirvi un Tetra Pak. In modo simile, tutte le bottiglie vengono infilate su tubi verticali, che poi devono essere collegati ai tee e agli angoli del tubo inferiore, simile a quello superiore.

Per dare rigidità al collettore solare fabbricato, è necessario realizzarne un supporto.

Puoi, come nel primo caso, posizionare il collettore in una scatola di legno, ma non è più necessario isolarlo. Poiché ciascuna delle bottiglie di plastica è una sorta di piccolo serbatoio isolato che, riscaldandosi dall'interno, trasferisce calore all'acqua che circola attraverso i tubi.

Caratteristiche di posizionamento e connessione

Per ottenere il massimo assorbimento possibile della luce solare, il collettore deve essere orientato verso sud. È sufficiente un piccolo angolo di inclinazione di 10-15 gradi affinché il collettore possa funzionare efficacemente in quasi tutte le posizioni del sole.

La parte inferiore del tubo deve essere collegata al fondo del serbatoio di stoccaggio e la parte superiore approssimativamente alla sua parte centrale. L'acqua fredda dal contenitore in polimero scorrerà attraverso il tubo inferiore nel collettore, dove si riscalderà e salirà attraverso il tubo superiore nel serbatoio.

Pertanto, ci sarà una circolazione naturale dell'acqua attraverso il sistema fatto in casa. Per garantire un'elevata intensità di circolazione dell'acqua, il serbatoio deve essere posizionato appena sopra il collettore solare ad una distanza di almeno 0,3 m da esso.

Va tenuto presente che quando l'acqua fredda entra nel serbatoio dal sistema di approvvigionamento idrico, viene miscelata attivamente, il che riduce l'efficienza del collettore. Ciò può essere evitato dotando l'ingresso del serbatoio di un riduttore di turbolenza, che è un tubo tappato con più fori.

L'acqua scorre dolcemente attraverso il riduttore, che permette all'acqua fredda di rimanere negli strati inferiori, da dove viene aspirata nel collettore solare.

Ovviamente, il collettore solare fornisce il riscaldamento dell'acqua solo durante il giorno in condizioni di tempo soleggiato. Pertanto è importante risparmiare acqua calda da utilizzare durante il giorno e la sera. Per fare ciò è necessario isolare il serbatoio di stoccaggio.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Video 1. Ecco come sono apparsi i primi sistemi solari da bottiglie di plastica:

Video 2. Dispositivo di riscaldamento dell'acqua quasi gratuito in azione:

Un collettore solare realizzato con contenitori per bevande in plastica è una soluzione economica per produrre acqua calda. Tuttavia, in caso di maltempo prolungato, soprattutto in primavera e autunno, è consigliabile installare un elemento riscaldante nel serbatoio di accumulo. In questo caso il collettore solare diventerà parte di un sistema completo, consentendo, in condizioni favorevoli, di risparmiare denaro.

Raccontaci la tua esperienza nella costruzione di un sistema solare fatto in casa utilizzando bottiglie di plastica. È possibile che tu abbia informazioni e opzioni di progettazione nel tuo arsenale che potrebbero essere utili ai visitatori del sito. Scrivi commenti nel modulo di blocco sottostante, fai domande, condividi foto e informazioni utili.

Quando fuori fa caldo, la quantità di rifiuti come le bottiglie di plastica aumenta in modo significativo nel mondo. Si tratta di bottiglie per acqua minerale, succhi, birra e molto altro. Un autore ha proposto un modo per utilizzare questo materiale per creare un prodotto fatto in casa molto utile. Stiamo parlando di un dispositivo come un collettore solare, che consente di ricevere acqua calda gratuita dall'energia solare.

L'autore di questo prodotto fatto in casa era un brasiliano di nome Jose Alano. La sua particolarità è che un tale collettore è in grado di funzionare attivamente sia all'alba che al tramonto. Il fatto è che i raggi del sole penetrano nella bottiglia e riscaldano l'acqua. Se parliamo di collettori in vetro, i raggi del sole vengono riflessi dalla superficie, a meno che non passino con un angolo vicino a 90 gradi.

Materiali e strumenti per il lavoro fatto in casa:
- bottiglie di plastica (il loro numero dipende dalla scala del raccoglitore);
- tetra pack da succo o latte;
- Tubo in PVC con diametro esterno di 20 mm e raccordi a T (è possibile utilizzare un tubo di rame, ma è un materiale costoso);
- cartone;
- coltello da cancelleria;
- vernice nera resistente al calore;
- forbici;
- serbatoio di stoccaggio.

Processo di produzione del collettore:

Primo passo. Preparazione della bottiglia
Per creare un collezionista servono bottiglie della stessa forma, quindi bisogna provare un po' e trovarne il numero giusto. Ciò è necessario affinché le bottiglie possano essere inserite l'una nell'altra, formando così una catena di bottiglie.

Una volta trovate le bottiglie, è necessario lavarle e rimuovere le etichette. Successivamente, viene preso il cartone e da esso viene realizzato un modello. Successivamente, utilizzando questo modello, è necessario tagliare il fondo delle bottiglie ad un determinato livello. È conveniente farlo con un coltello da cancelleria.

Passo due. Realizzare un assorbitore
Per realizzare un assorbitore avrai bisogno di contenitori per latte o succo (tetra pack). I sacchetti devono essere risciacquati accuratamente, poiché il contenuto diventerà acido quando riscaldato ed emetterà un odore sgradevole. Dopo l'asciugatura, il materiale viene tagliato come mostrato nelle immagini. Successivamente, deve essere verniciato con vernice nera (resistente al calore).

Passo tre. Assemblaggio del collettore
Lo scambiatore di calore è assemblato da tubi in PVC con un diametro di 20 mm. Per questi scopi, è necessario utilizzare solo i tubi destinati alla fornitura di acqua calda. Gli angoli e i T nella parte superiore sono collegati utilizzando colla in PVC. Per aumentare l'efficienza del collettore, i tubi devono essere verniciati di nero.

La struttura è assemblata come segue. Per prima cosa devi prendere la bottiglia e metterla prima sulla bottiglia con il collo. Quindi prendere un assorbitore (Tetra Pak) e inserirlo nel flacone finché non si ferma. La lunghezza del tubo è di circa 105 cm e il numero di bottiglie raccolte su di esso in questo modo non deve essere superiore a cinque.

Passo quattro. Installazione del collettore
Per installare il collettore avrai bisogno di un supporto in legno o metallo. Deve essere girato in modo che ci cada il sole, deve essere orientato verso sud.

Affinché l'acqua possa circolare in modo naturale, il serbatoio deve essere posizionato ad un livello sopra il collettore. Ora l'acqua fredda affonderà, poiché è più pesante, e l'acqua calda si espanderà ed entrerà nel serbatoio. La distanza dal collettore al serbatoio deve essere di almeno 30 cm, poi la circolazione avverrà con l'intensità richiesta. Grazie a questo approccio non saranno necessarie pompe. Il serbatoio deve essere isolato per ridurre la perdita di calore.

Il sistema può essere dotato anche di riduttore turbolento. È necessario affinché l'acqua calda scorra nel serbatoio senza intoppi e senza pressione, mescolandosi dolcemente con l'acqua fredda. È costituito da una bottiglia con il fondo chiuso, è necessario praticare una serie di fori.

Ecologia del consumo Scienza e tecnologia: immagina un collettore solare realizzato con bottiglie di plastica. Può aiutare le comunità svantaggiate a ottenere una fonte affidabile di energia e, allo stesso tempo, un sistema di riciclaggio.

Immagina un collettore solare realizzato con bottiglie di plastica. Può aiutare le comunità svantaggiate a ottenere una fonte affidabile di energia e, allo stesso tempo, un sistema di riciclaggio.

Tale progetto è stato realizzato a Garina, una città a 40 chilometri a nord della capitale argentina Buenos Aires. C'è un gruppo di volontari chiamato "Sumando Energias" che sta cercando di dotare i poveri di sistemi di energia solare per il riscaldamento dell'acqua.

“Questa è una zona povera e a volte non abbiamo elettricità. No acqua. Questo pannello solare realizzato con materiale riciclato è molto utile perché abbiamo dei bambini... Così otteniamo l'acqua calda quando non abbiamo elettricità”, dice un residente locale.

Come funziona questo sistema? È brillante e semplice allo stesso tempo. È composto da bottiglie di bevande, contenitori di plastica e cartoni del latte usati dopo che sono stati riciclati.

Il sole riscalda il ricevitore di energia solare, l'acqua calda scorre nel contenitore. I volontari hanno dipinto i tubi di nero per attirare la radiazione solare. Il collettore mantiene la temperatura dell'acqua riscaldata tutta la notte, senza riscaldamento a gas o elettrico.

“Secondo me, lo sviluppo ambientale razionale è una tendenza importante in cui dobbiamo svilupparci. Oggi buttiamo via troppo, e non solo nei paesi in via di sviluppo. Credo che anche i paesi sviluppati dovrebbero seguire la strada di uno sviluppo ponderato. I paesi sviluppati sono i maggiori inquinatori”, afferma Julien Laurenson, uno dei partecipanti al progetto Sumando Energias.

Un terzo degli argentini vive al di sotto della soglia di povertà. Quasi il 17% della popolazione è priva di acqua, secondo uno studio dell'Agenzia argentina di statistica dello scorso settembre.

Il progetto fornisce l’accesso all’energia rinnovabile alle persone povere e ha il potenziale per migliorare significativamente le condizioni di vita della nazione sudamericana, che dispone di grandi risorse naturali. Con sempre più volontari, Sumando Energias spera di costruire pannelli per 3.000 famiglie all'anno.

“L’Argentina ha un enorme potenziale per l’energia solare ed eolica. Per spiegarmi meglio: se avessimo le stesse opportunità che abbiamo in Germania, nella provincia di Santa Cruz, a Buenos Aires o al nord, dove c’è tanto sole, potremmo produrre energia e fornirla non solo all’Argentina, ma anche nel paese vicino”, afferma Pablo Castano, cofondatore di Sumando Energias.

Dal 2014, l'organizzazione non governativa ha installato 36 pannelli e offre corsi di formazione di due giorni per coloro che vogliono apprendere la tecnologia di riciclaggio dei materiali di recupero nei riscaldatori solari. I volontari coinvolgono le famiglie locali nel processo di costruzione del meccanismo e insegnano loro come riciclare i rifiuti.

“Ci sono cose del genere, spazzatura che buttiamo via e inquina l'ambiente, ma possiamo usarla per scopi pratici, ad esempio per l'acqua calda in casa. È molto utile riciclare i rifiuti. Non l'ho mai fatto prima. Ho buttato via tutto, bottiglie e roba del genere. Prima la spazzatura rimaneva per molto tempo nei sacchi di plastica, perché il servizio comunale non veniva a ritirarla”, racconta Angel Guelari, abitante di Garin.

L’Argentina sembra essere sulla strada giusta. Nel 2005, Buenos Aires è diventata la prima città dell'America Latina a votare per una politica "No Waste". La capitale argentina si è impegnata a riciclare tra le 4 e le 5.000 tonnellate di rifiuti che le persone buttano via ogni giorno. pubblicato

Le fonti alternative di energia rinnovabile sono estremamente popolari. In alcuni paesi dell’UE, le forniture di riscaldamento autonomo coprono oltre il 50% del fabbisogno energetico. Nella Federazione Russa i collettori solari non si sono ancora diffusi. Uno dei motivi principali: l'alto costo delle attrezzature. Per un pannello solare di un produttore nazionale dovrai pagare almeno 16-20 mila rubli. I prodotti dei marchi europei costeranno ancora di più, a partire da 40-45 mila rubli.

Realizzare un collettore solare con le tue mani sarà almeno la metà più economico. Un collettore solare fatto in casa fornirà calore sufficiente per riscaldare l'acqua della doccia per 3-4 persone. Per realizzarlo avrai bisogno di strumenti di costruzione, ingegno e materiali disponibili.

Di cosa può essere fatto un sistema solare?

Innanzitutto, è necessario capire quale principio di funzionamento utilizza uno scaldacqua solare. La struttura interna del blocco contiene i seguenti componenti:

• telaio;
• assorbitore;
• uno scambiatore di calore all'interno del quale circolerà il liquido di raffreddamento;
• riflettori per focalizzare i raggi del sole.

Il collettore solare di riscaldamento dell'acqua di fabbrica funziona come segue:

• Assorbimento del calore: i raggi del sole passano attraverso il vetro situato sulla parte superiore del corpo o attraverso i tubi sottovuoto. Lo strato assorbente interno a contatto con lo scambiatore di calore è verniciato con vernice selettiva. Quando la luce solare colpisce l'assorbitore, viene rilasciata una grande quantità di calore, che viene raccolta e utilizzata per riscaldare l'acqua.
• Trasferimento di calore: l'assorbitore si trova a stretto contatto con lo scambiatore di calore. Il calore accumulato dall'assorbitore e trasferito allo scambiatore di calore riscalda il liquido che si muove attraverso i tubi verso la serpentina all'interno dell'accumulo di calore. La circolazione dell'acqua nello scaldabagno viene effettuata con mezzi forzati o naturali.
• ACS: vengono utilizzati due principi di riscaldamento dell'acqua calda:
  1. Riscaldamento diretto: l'acqua calda dopo il riscaldamento viene semplicemente scaricata in un contenitore termicamente isolato. In un sistema solare monoblocco, come refrigerante viene utilizzata la normale acqua domestica.
  2. La seconda opzione è fornire la fornitura di acqua calda con uno scaldacqua passivo basato sul principio del riscaldamento indiretto. Il liquido refrigerante (spesso antigelo) viene inviato sotto pressione allo scambiatore di calore del collettore solare. Dopo il riscaldamento, il liquido riscaldato viene fornito ad un serbatoio di accumulo, all'interno del quale è costruito un serpentino (che svolge il ruolo di elemento riscaldante), circondato dall'acqua per il sistema di fornitura di acqua calda.
     Il liquido refrigerante riscalda la serpentina, trasferendo così calore all'acqua nel contenitore. Quando si apre il rubinetto, l'acqua riscaldata dal serbatoio di accumulo fluisce al punto di raccolta dell'acqua. La particolarità di un impianto solare a riscaldamento indiretto è la sua capacità di funzionare tutto l'anno.

Il principio di funzionamento utilizzato nei costosi sistemi solari prodotti in fabbrica viene copiato e ripetuto nei collettori fai-da-te.

I progetti funzionanti degli scaldacqua solari hanno una struttura simile. Sono realizzati solo con materiali di scarto. Esistono schemi per la produzione di collezionisti da:

• policarbonato;
• tubi a vuoto;
• Bottiglie in PET;
• lattine di birra;
• radiatore frigorifero;
• tubi di rame;
• Tubi in HDPE e PVC.

A giudicare dai diagrammi, i moderni "Kulibin" preferiscono i sistemi fatti in casa a circolazione naturale, di tipo termosifone. La particolarità della soluzione è che il serbatoio di accumulo si trova nel punto più alto del sistema di fornitura di acqua calda. L'acqua circola attraverso il sistema per gravità e viene fornita al consumatore.

Collettore in policarbonato

Sono realizzati con pannelli in tamburato con buone proprietà di isolamento termico. Spessore lamiera da 4 a 30 mm. La scelta dello spessore del policarbonato dipende dal trasferimento di calore richiesto. Quanto più spesso è il foglio e le celle in esso contenute, tanto maggiore è la quantità di acqua che l'impianto può riscaldare.

Per realizzare da solo un sistema solare, in particolare uno scaldacqua solare fatto in casa in policarbonato, avrai bisogno dei seguenti materiali:

• due aste filettate;
• angoli in propilene, i raccordi devono avere attacco filettato esterno;
• Tubi in plastica PVC: 2 pz, lunghezza 1,5 m, diametro 32;
• 2 tappi.

I tubi sono posati parallelamente all'alloggiamento. Collegare alla fornitura di acqua calda tramite valvole di intercettazione. Lungo il tubo viene praticato un taglio sottile nel quale è possibile inserire una lastra di policarbonato. Grazie al principio del termosifone, l'acqua scorrerà autonomamente nelle scanalature (celle) della lastra, si scalderà e andrà nel serbatoio di accumulo situato nella parte superiore dell'intero sistema di riscaldamento. Per sigillare e fissare i fogli inseriti nel tubo viene utilizzato silicone termicamente resistente.

Per aumentare l'efficienza termica di un collettore cellulare in policarbonato, la lastra è rivestita con qualsiasi vernice selettiva. Il riscaldamento dell'acqua dopo l'applicazione del rivestimento selettivo accelera circa due volte.

Collettore del tubo a vuoto

In questo caso, non sarà possibile cavarsela esclusivamente con mezzi improvvisati. Per realizzare un collettore solare dovrai acquistare tubi a vuoto. Sono venduti da aziende che si occupano della manutenzione di impianti solari e direttamente dai produttori di scaldacqua solari.

Per la produzione indipendente, è meglio scegliere palloni con aste di piume e un canale termico a tubo di calore. I tubi sono più facili da installare e cambiare se necessario.

È inoltre necessario acquistare un blocco concentratore per un collettore solare sottovuoto. Nella scelta prestare attenzione alle prestazioni del nodo (determinate dal numero di portatili collegabili contemporaneamente al dispositivo). Il telaio è realizzato indipendentemente assemblando un telaio in legno. Il risparmio durante la produzione domestica, tenendo conto dell'acquisto di tubi a vuoto già pronti, sarà almeno del 50%.

Sistema solare realizzato con bottiglie di plastica

Per prepararti avrai bisogno di circa 30 pezzi. Bottiglie in PET. Durante il montaggio è più conveniente utilizzare contenitori della stessa dimensione, 1 o 1,5 litri. Nella fase preparatoria le etichette vengono rimosse dalle bottiglie e la superficie viene lavata accuratamente. Oltre ai contenitori di plastica, avrai bisogno di quanto segue:

• 12 m di tubo per annaffiare le piante, diametro 20 mm;
• 8 adattatori a T;
• 2 ginocchia;
• rotolo di pellicola di Teflon;
• 2 valvole a sfera.

Quando si realizzano collettori solari da bottiglie di plastica, sul fondo della base viene praticato un foro uguale al diametro del collo, nel quale viene inserito un tubo di gomma o un tubo in PVC. Il raccoglitore è assemblato in 5 file da 6 bottiglie su ciascuna linea.

In una giornata limpida, entro 15 minuti. l'acqua si scalderà fino ad una temperatura di 45°C. Considerando l'elevata prestazione, è sensato collegare uno scaldacqua solare realizzato con bottiglie di plastica ad un serbatoio di accumulo da 200 litri. Quest'ultimo è ben isolato per evitare dispersioni di calore.

Raccoglitore di lattine di birra in alluminio

L'alluminio ha buone caratteristiche termiche. Non sorprende che il metallo venga utilizzato per realizzare radiatori per riscaldamento.

Le lattine di alluminio possono essere utilizzate nella produzione di sistemi solari fatti in casa. Le lattine di stagno o di qualsiasi altro metallo non sono adatte alla produzione.

Per un pannello solare saranno necessari i seguenti componenti:

• vasetti, circa 15 pz. per riga, il corpo può ospitare 10-15 file;
• scambiatore di calore: viene utilizzato un collettore costituito da un tubo di gomma o tubi di plastica;
• colla per incollare insieme le lattine;
• vernice selettiva.

La superficie delle lattine è dipinta di scuro. La scatola è rivestita in vetro spesso o policarbonato.

Un collettore solare realizzato con lattine di alluminio viene spesso realizzato per il riscaldamento dell'aria. Quando si utilizza il refrigerante ad acqua, l'efficienza termica del dispositivo diminuisce.

Sistema solare dal frigorifero

Un'altra soluzione popolare che richiede tempo e denaro minimi. Il collettore solare è ricavato dal radiatore di un vecchio frigorifero. La bobina è già verniciata di nero. È sufficiente posizionare la griglia in una custodia di legno con isolamento e collegarla alla rete di acqua calda mediante saldatura.

Esiste un'opzione per realizzare un condizionatore d'aria da un condensatore. Per fare ciò, più radiatori sono collegati in un'unica rete. Se è possibile acquistare a buon mercato circa 8 pezzi. condensatori, produrre un collettore è del tutto possibile.

Collettore a tubi di rame

Il rame ha buone proprietà termiche. Nella produzione di un collettore solare in rame, viene utilizzato quanto segue:

• tubi con un diametro di 1 1/4", utilizzati nell'installazione di sistemi di riscaldamento e di fornitura di acqua calda;
• Tubi da 1/4" utilizzati negli impianti di condizionamento;
• bruciatore;
• saldatura e flusso.

Il corpo della griglia del radiatore è assemblato da tubi di rame di grande diametro. Nella superficie vengono praticati dei fori pari a 1/4". Tubi del diametro appropriato vengono inseriti nelle scanalature risultanti. Il radiatore è rivestito in vetro o policarbonato. Il rame è verniciato con vernice selettiva.

Caldaia solare realizzata con tubi in HDPE e tubi in PVC

Nella produzione di sistemi solari viene utilizzato quasi tutto il materiale disponibile. Esistono soluzioni che consentono di realizzare un collettore dal tubo corrugato, un tubo di gomma utilizzato per annaffiare le piante.

Gli impianti solari non sono realizzati con tubi in metallo-plastica a causa delle guarnizioni in gomma che non sopportano il forte calore. In caso di intenso irraggiamento solare il riscaldamento nel collettore raggiunge i 300°C. Se surriscaldate, le guarnizioni perderanno sicuramente.

È possibile produrre un collettore solare da un tubo corrugato inossidabile. La popolarità della soluzione è dovuta alla velocità e alla facilità di installazione. Il tubo corrugato in acciaio inossidabile viene posato in anelli o serpenti. Lo svantaggio è il costo relativamente elevato del tubo corrugato inossidabile.

Nonostante le opzioni esistenti sopra descritte, i collettori solari in propilene e tubi in HDPE rimangono i più popolari. Ogni opzione ha i suoi vantaggi:

• Collettore solare realizzato con tubi in HDPE- per la produzione, scegliere un materiale resistente al calore. Viene venduto un gran numero di raccordi per facilitare il montaggio di un radiatore ad accumulo di calore. I tubi in polietilene a bassa densità sono inizialmente di colore nero o blu scuro, quindi non necessitano di verniciatura.
• Collettore solare realizzato con tubi in PVC- la popolarità della soluzione risiede nella facilità di installazione della struttura, effettuata mediante saldatura. La presenza di un gran numero di angoli, T, femmine americane e altri raccordi facilita il processo di assemblaggio. Utilizzando la saldatura, è possibile creare uno scambiatore di calore del collettore di qualsiasi configurazione.

Realizzare un collettore solare per acqua calda dal tubo PEX:

Tutti i tubi descritti vengono utilizzati con efficienza variabile come nucleo nella produzione di un collettore solare fatto in casa da bottiglie di plastica e lattine di alluminio.

Come realizzare il rivestimento selettivo

Un collettore altamente efficiente ha un alto grado di assorbimento dell’energia solare. I raggi colpiscono una superficie scura e poi la riscaldano. Meno radiazioni vengono respinte dall'assorbitore del collettore solare, più calore rimane nel sistema solare.

Per garantire un sufficiente accumulo di calore, è necessario creare un rivestimento selettivo. Esistono diverse opzioni di produzione:

• Rivestimento selettivo del collettore fatto in casa- utilizzare eventuali vernici nere che lasciano una superficie opaca dopo l'asciugatura. Esistono soluzioni quando una tela cerata scura opaca viene utilizzata come assorbitore del collettore. Lo smalto nero viene applicato sui tubi degli scambiatori di calore, sulla superficie di lattine e bottiglie, con un effetto opaco.
• Rivestimenti assorbenti speciali- puoi andare dall'altra parte acquistando una vernice selettiva speciale per il collezionista. Pitture e vernici selettive contengono plastificanti polimerici e additivi che forniscono una buona adesione, resistenza al calore e un elevato grado di assorbimento della luce solare.

Gli impianti solari utilizzati esclusivamente per il riscaldamento dell'acqua in estate possono facilmente cavarsela dipingendo l'assorbitore di nero con una normale vernice. I collettori solari fatti in casa per il riscaldamento di una casa in inverno devono avere un rivestimento selettivo di alta qualità. Non puoi lesinare sulla vernice.

Impianto solare fatto in casa o in fabbrica: quale è meglio?

Non è realistico realizzare in casa un collettore solare che possa essere paragonato ai prodotti di fabbrica in termini di caratteristiche tecniche e prestazioni. D'altra parte, se hai semplicemente bisogno di fornire abbastanza acqua per una doccia estiva, l'energia solare sarà sufficiente per far funzionare un semplice scaldabagno fatto in casa.

Per quanto riguarda i collettori liquidi che funzionano in inverno, nemmeno tutti i sistemi solari industriali possono funzionare a basse temperature. I sistemi per tutte le stagioni sono molto spesso dispositivi con tubi di calore sottovuoto, con maggiore efficienza, in grado di funzionare a temperature fino a –50°C.

I collettori solari di fabbrica sono spesso dotati di un meccanismo rotante che regola automaticamente l'angolo di inclinazione e la direzione del pannello rispetto ai punti cardinali, a seconda della posizione del sole.

Uno scaldacqua solare efficiente è quello che soddisfa pienamente lo scopo previsto. Per riscaldare l'acqua per 2-3 persone in estate, puoi cavartela con un normale collettore solare, realizzato con le tue mani con materiali improvvisati. Per il riscaldamento invernale, nonostante i costi iniziali, è meglio installare un impianto solare di fabbrica.

Videocorso sulla realizzazione di uno scaldabagno solare a pannelli

Concetto di progetto

L'essenza del collettore solare è che l'acqua fredda dal serbatoio scorre per gravità nel collettore. L'acqua riscaldata risale attraverso i canali e rifluisce nel serbatoio. Pertanto, la circolazione naturale viene creata in un sistema chiuso.
Il collettore è costituito da una lastra di policarbonato o altra plastica con all'interno dei quadri cavi disposti longitudinalmente. Per aumentare l'assorbimento della luce solare e migliorare le prestazioni del collettore (la velocità con cui l'acqua si riscalda), la plastica può essere verniciata di nero. Ma qui è importante ricordare che la lastra è realizzata in policarbonato piuttosto sottile, quindi se viene riscaldata fortemente in assenza di circolazione, può ammorbidirsi o deformarsi, causando perdite d'acqua.
Vale anche la pena notare che questo dispositivo non è adatto per l'installazione in locali residenziali ai fini della fornitura di acqua calda. Questo progetto sperimentale è più adatto per attrezzare una doccia estiva in un cottage estivo.

Strumenti e materiali

Strumenti di cui avrai bisogno:

• Sega circolare e manuale.
• Trapano elettrico.
• Roulette.
• Cacciavite.
• Pistola per colla siliconica.
• Cucitrice da costruzione.

Materiali per il collezionista:

• Lastra in policarbonato con canali cavi.
• Tubo in plastica ABS.
• 4 tappi per tubi.
• Nippli filettati in plastica da 2 ½ pollici con raccordo per tubo.
• Tubo di sigillante siliconico.
• Vernice spray se hai intenzione di dipingere.

Materiali del telaio:

• 1 foglio di compensato.
• Lastra in polistirene espanso. Puoi anche usare i quadrati di schiuma.
• Trave in legno di sezione 100×100 mm.
• Pellicola di polietilene, nastro.
• Bulloni, dadi, rondelle, staffe per il fissaggio.

Materiali per organizzare la circolazione dell'acqua:

• Un serbatoio o contenitore adatto per l'acqua.
• Per collegare il serbatoio sarà necessario un tubo da giardino, la cui lunghezza dipende dalla distanza del contenitore dell'acqua dal collettore stesso.
• Diversi morsetti per il collegamento del tubo.

Per testare chiaramente le prestazioni del collettore di acqua calda, ho utilizzato un termometro digitale.

Tecnologia passo-passo per l'assemblaggio di un collettore solare

Prima di tutto, devi tagliare la lastra di policarbonato nelle dimensioni richieste. Avevo progettato di realizzare un collezionista di 1x2 metri e sono partito da questo fatto. L'ordine di lavoro è il seguente:

Affinché il sigillante si asciughi bene, la struttura assemblata deve essere lasciata immobile per circa un giorno, dopodiché si può iniziare a controllarne la tenuta. Per fare ciò, i tubi sono collegati agli adattatori di ingresso e di uscita, uno dei quali è collegato alla rete idrica. Dopo che il collettore è stato completamente riempito d'acqua, tutte le giunture e le connessioni vengono controllate per individuare eventuali perdite. Se viene rilevata una perdita, l'acqua viene scaricata e dopo l'asciugatura la connessione problematica viene richiusa.
Per poter calcolare la produttività e l'efficienza del collettore, è necessario conoscerne il volume. Per fare ciò, l'acqua del collettore deve essere scaricata in un contenitore. Ad esempio, il mio pannello contiene 7,2 litri (compresi i tubi).

Realizzazione del telaio e assemblaggio del pannello

In linea di principio il collettore può già essere utilizzato posizionandolo su un tetto o su un'altra superficie piana e fissa. Ma ho deciso di realizzare una sorta di alloggiamento per il pannello di plastica in modo da ridurre la probabilità di danni durante il sollevamento/abbassamento dal tetto della stalla, nella quale ho deciso di installare una doccia estiva, visto che ho intenzione di rimuoverla per l'inverno.
L'assemblaggio passo passo della custodia è descritto di seguito:

Pertanto, ho ricevuto un collettore di calore in una "custodia" affidabile, grazie alla quale il pannello di plastica è protetto dalle sollecitazioni meccaniche.
Nota! Ho usato il normale polietilene trasparente, ma nella foto sembra bianco: è abbagliante.

Riempimento del sistema

Ora puoi riempire il collettore con acqua e testare le prestazioni del sistema. L'ho installato in un angolo e il serbatoio (vuoto) un po' più in alto. Un tubo è collegato al raccordo inferiore, il secondo a quello superiore. Per riempire d'acqua l'impianto, ho collegato il tubo inferiore alla rete idrica e ho aperto leggermente la valvola in modo che l'impianto si riempisse d'acqua gradualmente. Ciò è necessario affinché l'acqua sposti gradualmente tutta l'aria. Quando l'acqua è uscita dal secondo tubo (il collettore era completamente pieno), ho aperto completamente la valvola in modo che l'aria rimanente uscisse sotto la pressione dell'acqua. Ho riempito anche il contenitore dell'acqua.

Quando non c'erano più bolle d'aria nel flusso d'acqua che usciva dal tubo di scarico, ho chiuso l'acqua e ho immerso entrambe le estremità del tubo nell'acqua nel serbatoio (devono essere sempre sott'acqua in modo che l'aria non entri nel sistema ).

Test e test dello scaldacqua solare

Quando il sistema è pieno, sotto l'influenza del calore solare, l'acqua situata nei sottili canali del pannello di plastica si riscalda e si sposta gradualmente verso l'alto, formando una circolazione naturale. L'acqua fredda scorre dal serbatoio attraverso il tubo inferiore e l'acqua riscaldata dal collettore entra nello stesso serbatoio attraverso il tubo superiore. A poco a poco l'acqua nel contenitore si riscalda.

Per illustrare l'esperimento, ho utilizzato un termometro digitale con sensore di temperatura esterno. Per prima cosa ho misurato la temperatura dell'acqua nel contenitore: era 23 °C. Successivamente ho inserito il sensore nel tubo di scarico attraverso il quale l'acqua riscaldata nel collettore confluisce nel serbatoio. Il termometro segnava 50°C. Il sistema solare di riscaldamento dell'acqua funziona!

Conclusione

Sulla base dei risultati del test delle prestazioni del sistema di collettori per 1 ora, ho ricevuto il riscaldamento di 20,2 litri di acqua (7,2 litri nel collettore stesso e 13 litri che ho raccolto in un contenitore per l'esperimento) da 23 a 37 °C.
Naturalmente, le prestazioni e l'efficienza del sistema dipendono dall'attività solare: più il sole splende, più l'acqua si riscalda e un volume maggiore può essere riscaldato in meno tempo. Ma per una doccia estiva, penso che questo collezionista sia abbastanza.